CN111323888B

CN111323888B - 光学镜头及成像设备

Info

Publication number: CN111323888B
Application number: CN201811527447.9A
Authority: CN
Inventors: 金嘉俊; 王东方; 姚波
Original assignee: Ningbo Sunny Automotive Optech Co Ltd
Current assignee: Ningbo Sunny Automotive Optech Co Ltd
Priority date: 2018-12-13
Filing date: 2018-12-13
Publication date: 2021-09-03
Anticipated expiration: 2038-12-13
Also published as: CN111323888A

Abstract

本申请公开了一种光学镜头和包括该光学镜头的成像设备。光学镜头沿着光轴由物侧至像侧依序可包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜。其中，第一透镜可具有负光焦度；第二透镜可具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第三透镜的物侧面可为凹面，像侧面可为凸面；第五透镜可具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；以及第六透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面。根据本申请的光学镜头，可实现特殊视场角、f‑θ畸变小、前端小口径、高解像、能够控制不同位置解像、低成本等有益效果中的至少一个。

Description

光学镜头及成像设备

技术领域

本申请涉及光学镜头和成像设备，更具体地，本申请涉及一种包括六片透镜的光学镜头和包括该光学镜头的成像设备。

背景技术

随着科学技术的发展，越来越多的领域需要用镜头来充当“眼睛”，比如车载、监控、投影、工业等。需求的增长和技术的发展，随之而来的，人们对镜头性能的需求也越来越多样。例如，车载领域内的后视及环视光学镜头，由于物面长宽比(视场比例)与像面的长宽比(即芯片长宽比例如16:9)存在很大差异，所以芯片尺寸的利用率较低。

因此，光学镜头需要在不同方向(例如x、y方向，见图1)上以不同的视场角度(FOV)将物体成像在尺寸固定的相机芯片上，以充分利用芯片，使图像剪裁部分尽可能少。为了能够满足该特殊视场角的要求，需要镜头在x，y方向上具有不同的焦距值，即镜头x方向与y方向放大率不同，而目前常用的偶次非球面镜头及球面镜头难以满足该要求。

另外，光学镜头在某些特定的应用场景中，需要镜头具有能够控制成像面不同位置解像的能力(如车载后视镜头成像面上半区解像能力要求高于下半区)，这一需求对于常用的光学镜头而言同样难以满足。

所以，目前市场正需要一款视场角特殊兼顾小型化、小畸变且能够控制不同位置解像的光学镜头，以适应例如汽车驾驶的应用需求。

发明内容

本申请提供了可适用于车载安装的、可至少克服或部分克服现有技术中的上述至少一个缺陷的光学镜头。

本申请的一个方面提供了这样一种光学镜头，该光学镜头沿着光轴由物侧至像侧依序可包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜。其中，第一透镜可具有负光焦度；第二透镜可具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第三透镜的物侧面可为凹面，像侧面可为凸面；第五透镜可具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；以及第六透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面。

其中，第一透镜的物侧面可为凸面，像侧面可为凹面。可替代地，第一透镜的物侧面和像侧面均可为凹面。

其中，第四透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均可为凸面。可替代地，第四透镜可具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面。

其中，第五透镜和第六透镜可互相胶合形成胶合透镜。

其中，第二透镜可为双锥自由曲面镜片。

其中，该光学镜头可具有至少三个非球面镜片。

其中，第三透镜、第五透镜和第六透镜均可为非球面镜片。

其中，光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜的物侧面的最大通光口径D以及光学镜头的最大视场角所对应的像高h之间可满足：D/h/FOV≤0.04。

其中，第二透镜的x方向焦距值F2x与第二透镜的y方向焦距值F2y之间可满足：1≤|F2y/F2x|≤5。

其中，光学镜头的整组x方向焦距值Fx与光学镜头的整组y方向焦距值Fy之间可满足：1≤|Fy/Fx|≤5。

其中，光学镜头的胶合面张角可满足：arctan(SAG(S11)/d(S11))≥35，其中，d(S11)为光学镜头的最大视场角所对应的第五透镜与第六透镜的胶合面S11的最大通光口径的半口径，以及SAG(S11)为胶合面S11所对应的矢高Sg值。

其中，光学镜头的光学总长度TTL、光学镜头的最大视场角FOV以及光学镜头的最大视场角所对应的像高h之间可满足：TTL/h/FOV≤0.05。

本申请的另一方面提供了这样一种光学镜头，该光学镜头沿着光轴由物侧至像侧依序可包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜。其中，第一透镜、第二透镜和第五透镜均可具有负光焦度；第六透镜可具有正光焦度；第五透镜和第六透镜可互相胶合形成胶合透镜；以及光学镜头的整组x方向焦距值Fx与光学镜头的整组y方向焦距值Fy之间可满足：1≤|Fy/Fx|≤5。

其中，第二透镜的物侧面可为凸面，像侧面可为凹面。

其中，第三透镜可具有正光焦度或负光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凸面。

其中，第五透镜的物侧面可为凸面，像侧面可为凹面。

其中，第六透镜的物侧面和像侧面均可为凸面。

其中，第二透镜可为双锥自由曲面镜片。

其中，该光学镜头可具有至少三个非球面镜片。

其中，第三透镜、第五透镜和第六透镜均可为非球面镜片。

本申请的又一方面提供了一种成像设备，该成像设备可包括根据上述实施方式的光学镜头及用于将光学镜头形成的光学图像转换为电信号的成像元件。

本申请采用了例如六片透镜，通过优化设置镜片的形状，合理分配各镜片的光焦度以及形成胶合透镜等，实现光学镜头的特殊视场角、f-θ畸变小、前端小口径、高解像、能够控制不同位置解像、低成本等有益效果中的至少一个。

附图说明

结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本申请的其他特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：

图1为示出根据本申请实施例1的光学镜头的结构示意图；

图2为示出根据本申请实施例2的光学镜头的结构示意图；以及

图3为示出根据本申请实施例3的光学镜头的结构示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。

应注意，在本说明书中，第一、第二、第三等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本申请的教导的情况下，下文中讨论的第一透镜也可被称作第二透镜或第三透镜。

在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了透镜的厚度、尺寸和形状。具体来讲，附图中所示的球面或非球面的形状通过示例的方式示出。即，球面或非球面的形状不限于附图中示出的球面或非球面的形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。

在本文中，近轴区域是指光轴附近的区域。若透镜表面为凸面且未界定该凸面位置时，则表示该透镜表面至少于近轴区域为凸面；若透镜表面为凹面且未界定该凹面位置时，则表示该透镜表面至少于近轴区域为凹面。每个透镜中最靠近物体的表面称为物侧面，每个透镜中最靠近成像面的表面称为像侧面。

还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。

除非另外限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度正式意义解释，除非本文中明确如此限定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

以下对本申请的特征、原理和其他方面进行详细描述。

根据本申请示例性实施方式的光学镜头包括例如六个具有光焦度的透镜，即第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜。这六个透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。

根据本申请示例性实施方式的光学镜头还可进一步包括设置于成像面的感光元件。可选地，设置于成像面的感光元件可以是感光耦合元件(CCD)或互补性氧化金属半导体元件(CMOS)。

第一透镜可具有负光焦度，其物侧面可为凸面或凹面，像侧面可为凹面。第一透镜设置为双凹形状或凸面朝向物侧的弯月形状能够尽可能地收集大视场光线，使光线进入后方光学系统，增加通光量。在实际应用中，考虑到车载镜头室外安装使用环境，会处于雨雪等恶劣天气，其中凸面朝向物侧的弯月形状设计，更加适用雨雪等环境，有利于水滴的滑落，不易积水、积尘、从而减小外界环境对成像的影响。

第二透镜可具有负光焦度，其物侧面可为凸面，像侧面可为凹面。第二透镜的镜片形状可为双锥自由曲面，其x截面与y截面形状不同，使得镜头x方向与y方向焦距不同，进而使x方向与y方向的放大率不同，起到调整x，y方向放大比，保证压缩像面x，y方向放大比的作用；可通过控制该镜片不同位置的曲率，进而控制不同角度光线聚焦像高的位置，能够有效减小畸变；另外，第二透镜形状与后方第三透镜形状对称，能够有效减小慧差。

第三透镜可具有正光焦度或负光焦度，其物侧面可为凹面，像侧面可为凸面。第三透镜可调整光线出射角度，其形状与前方第二透镜形状对称，能够有效减小慧差。

第四透镜可具有正光焦度或负光焦度，其可为双凸透镜或弯月透镜，进一步地，其物侧面可为凸面，像侧面可为凸面或凹面。第四透镜可矫正前方镜片组产生的像差，尤其是场曲。

第五透镜可具有负光焦度，其物侧面可为凸面，像侧面可为凹面。

第六透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均可为凸面。

在示例性实施方式中，可在例如第四透镜与第五透镜之间设置用于限制光束的光阑，以进一步提高镜头的成像质量。当将光阑设置于第四透镜与第五透镜之间时，可有效收束进入光学系统的光线，减小光学系统镜片的口径。然而，应注意，此处公开的光阑的位置仅是示例而非限制；在替代的实施方式中，也可根据实际需要将光阑设置在其他位置。

在示例性实施方式中，根据需要，根据本申请的光学镜头还可包括设置在第六透镜与成像面之间的滤光片，以对具有不同波长的光线进行过滤；以及还可包括设置在滤光片与成像面之间的保护玻璃，以防止光学镜头的内部元件(例如，芯片)被损坏。

如本领域技术人员已知的，胶合透镜可用于最大限度地减少色差或消除色差。在光学镜头中使用胶合透镜能够改善像质、减少光能量的反射损失，从而提升镜头成像的清晰度。另外，胶合透镜的使用还可简化镜头制造过程中的装配程序。

在示例性实施方式中，可通过将第五透镜的像侧面与第六透镜的物侧面胶合，而将第五透镜和第六透镜组合成胶合透镜。该胶合透镜由一枚负透镜(即第五透镜)与一枚正透镜(即第六透镜)组成，其中，负透镜具有较高折射率(相对于正透镜)，正负透镜高低折射率的搭配，有效减小系统色差，同时降低镜片单元因在组立过程中产生的倾斜/偏芯等公差敏感度问题。因若离散的镜片位于光线转折处，容易因加工/组立误差造成敏感，胶合透镜还有效降低了敏感度。该胶合透镜的使用，分担了系统的整体色差矫正，胶合透镜使用非球面镜片可有效校正前方镜片组产生的像散、场曲等像差。

在示例性实施方式中，光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜物侧面的最大通光口径D以及光学镜头最大视场角所对应的像高h之间可满足：D/h/FOV≤0.04，更理想地，可进一步满足D/h/FOV≤0.038。通过满足条件式D/h/FOV≤0.04，可实现前端小口径、小型化特性。

在示例性实施方式中，第二透镜的x方向焦距值F2x与y方向焦距值F2y之间可满足：1≤|F2y/F2x|≤5，更理想地，可进一步满足1≤|F2y/F2x|≤3。通过调整第二透镜x，y方向放大比，镜片x方向与y方向焦距不同，可实现镜头x，y方向放大率不同，以满足特殊视场角需求，提高芯片尺寸利用率。

在示例性实施方式中，光学镜头的整组x方向焦距值Fx与整组y方向焦距值Fy之间可满足：1≤|Fy/Fx|≤5，更理想地，可进一步满足1≤|Fy/Fx|≤3。通过保证压缩像面x，y方向放大比，镜头x方向与y方向焦距不同，可实现镜头x、y方向放大率不同，以更好满足特殊视场角需求。

在示例性实施方式中，光学镜头的胶合面张角可满足：arctan(SAG(S11)/d(S11))≥35，更理想地，可进一步满足arctan(SAG(S11)/d(S11))≥40，其中，d(S11)为光学镜头最大视场角所对应的第五透镜与第六透镜的胶合面S11的最大通光口径的半口径，SAG(S11)为其所对应的矢高Sg值。设置镜头胶合面张角较大，有利于周边光线快速聚焦，可提高成像质量。

在示例性实施方式中，光学镜头的光学总长度TTL、光学镜头的最大视场角FOV以及光学镜头最大视场角所对应的像高h之间可满足：TTL/h/FOV≤0.05，更理想地，可进一步满足TTL/h/FOV≤0.048。通过满足条件式TTL/h/FOV≤0.05，可保证小型化特性。

在示例性实施方式中，第五透镜的阿贝数Vd5和第六透镜的阿贝数Vd6可满足：Vd5≤40且Vd6≥50，通过合理分配阿贝数来调整色差、球差。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头具有至少三个非球面镜片。非球面镜片的特点是：从镜片中心到周边曲率是连续变化的。与从镜片中心到周边有恒定曲率的球面镜片不同，非球面镜片具有更佳的曲率半径特性，具有改善歪曲像差及改善像散像差的优点。采用非球面镜片后，能够尽可能地消除在成像的时候出现的像差，从而提升镜头的成像质量。例如，第三透镜可为非球面镜片，以矫正前面镜片引起的像散。第五透镜和/或第六透镜可为非球面镜片，以提高解像。理想地，第三透镜、第五透镜和第六透镜均可为非球面镜片。

在示例性实施方式中，光学镜头所采用的镜片可以是塑料材质的镜片，还可以是玻璃材质的镜片。塑料材质的镜片热膨胀系数较大，当镜头所使用的环境温度变化较大时，塑料材质的透镜会引起镜头的光学后焦变化量较大。采用玻璃材质的镜片，可减小温度对镜头光学后焦的影响，但是成本较高。

根据本申请的上述实施方式的光学镜头通过合理的镜片形状的设置及光焦度的设置，仅使用6片架构，有效降低了成本；通过使用自由曲面镜片，设计出了x，y方向上焦距不同的镜头，使得两方向上镜头的放大率不同，满足了特殊视场角的需要，有效提高了芯片尺寸的利用率；通过控制自由曲面镜片不同位置的形状，使对应位置引起的像差不同，进而控制各位置的解像能力。通过进一步减小指定位置的像差，可以提高该位置的解像能力，使该位置达到高解像效果；广角镜头f-θ畸变普遍较大，根据本申请的光学镜头通过控制自由曲面镜片不同位置的曲率，来控制不同角度光线聚焦像高的位置，达到减小镜头f-θ畸变的效果，该光学镜头的f-θ畸变可小于等于8％；以及该光学镜头前端口径较小，满足小型化要求，便于安装。因此，根据本申请的上述实施方式的光学镜头能够具有特殊视场角、f-θ畸变小、前端小口径、高解像、能够控制不同位置解像、低成本等有益效果中的至少一个，可更好地符合车载镜头的要求。

本领域的技术人员应当理解，在未背离本申请要求保护的技术方案的情况下，可改变构成镜头的透镜数量，来获得本说明书中描述的各个结果和优点。例如，虽然在实施方式中以六个透镜为例进行了描述，但是该光学镜头不限于包括六个透镜。如果需要，该光学镜头还可包括其它数量的透镜。

下面参照附图进一步描述可适用于上述实施方式的光学镜头的具体实施例。

实施例1

以下参照图1描述根据本申请实施例1的光学镜头。图1示出了根据本申请实施例1的光学镜头的结构示意图。

如图1所示，光学镜头沿着光轴从物侧至成像侧依序包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6。

第一透镜L1为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面。

第二透镜L2为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为凹面。

第三透镜L3为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S5为凹面，像侧面S6为凸面。

第四透镜L4为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S7和像侧面S8均为凸面。

第五透镜L5为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S10为凸面，像侧面S11为凹面。第六透镜L6为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S11和像侧面S12均为凸面。其中，第五透镜L5和第六透镜L6互相胶合形成胶合透镜。

其中，第三透镜L3、第五透镜L5和第六透镜L6均为非球面镜片，它们各自的物侧面和像侧面均为非球面，以及第二透镜L2为双锥自由曲面镜片。

可选地，该光学镜头还可包括具有物侧面S13和像侧面S14的滤光片L7和/或保护透镜L7’。滤光片L7可用于校正色彩偏差。保护透镜L7’可用于保护位于成像面IMA的图像传感芯片。来自物体的光依序穿过各表面S1至S14并最终成像在成像面IMA上。

在本实施例的光学镜头中，可在第四透镜L4与第五透镜L5之间设置光阑STO以提高成像质量。

表1示出了实施例1的光学镜头的各透镜的曲率半径R、厚度T、折射率Nd以及阿贝数Vd，其中，曲率半径R和厚度T的单位均为毫米(mm)。

表1

本实施例采用了六片透镜作为示例，通过合理分配各个透镜的光焦度与面型，各透镜的中心厚度以及各透镜间的空气间隔，可使镜头具有特殊视场角、f-θ畸变小、前端小口径、高解像、能够控制不同位置解像、低成本等有益效果中的至少一个。各非球面面型Z由以下公式(1)限定：

其中，Z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的距离矢高；c为非球面的近轴曲率，c＝1/R(即，近轴曲率c为上表1中曲率半径R的倒数)；k为圆锥系数conic；A、B、C、D、E均为高次项系数。第二透镜L2的双锥自由曲面面型Z由以下公式(2)限定：

其中，Z为自由曲面沿光轴方向在空间坐标x，y的位置时，距自由曲面顶点的距离矢高；c_x、c_y为自由曲面的近轴曲率，c＝1/R(即，近轴曲率c为曲率半径R的倒数，c_x＝1/R_x，c_y＝1/R_y)；k_x、k_y为x方向和y方向上的圆锥系数conic；α_i、β_i为高次项系数，i的取值为4、6、8、10、12。下表2示出了可用于实施例1中的非球面透镜表面S5-S6和S10-S12的圆锥系数k以及高次项系数A、B、C、D和E。下表3示出了可用于实施例1中的双锥自由曲面透镜表面S3-S4的近轴曲率c_x、c_y、圆锥系数k_x、k_y以及高次项系数α_i、β_i。

表2

面号

K

A

B

C

D

E

5

2.0939

-2.2063E-02

1.1067E-02

-2.7455E-03

-1.8834E-03

1.0440E-03

6

-1.7263

-9.4803E-03

9.0959E-03

-3.9976E-03

-3.2867E-04

9.3500E-04

10

-32.7209

-1.9312E-02

7.5938E-02

-1.3963E-01

1.1744E-01

-3.8333E-02

11

-1.4109

1.2642E-02

9.4536E-02

-7.7147E-02

9.0559E-02

-4.4890E-02

12

-12.5862

-5.1205E-02

4.5133E-02

-1.7404E-02

2.7585E-03

-1.4661E-04

表3

面号	c<sub>y</sub>	k<sub>y</sub>	c<sub>x</sub>	k<sub>x</sub>
						3	0.3713	-0.5466	0.3069	-0.0618
4	0.8113	-0.8647	0.7473	-0.7129
						面号	α<sub>4</sub>	α<sub>6</sub>	α<sub>8</sub>	α<sub>10</sub>	α<sub>12</sub>
3	-1.0655E-03	-2.8395E-03	5.3914E-04	-3.7117E-05	-5.4141E-07
						4	-7.6420E-03	-1.6041E-02	6.3077E-03	-1.0635E-03	-2.0737E-06
面号	β<sub>4</sub>	β<sub>6</sub>	β<sub>8</sub>	β<sub>10</sub>	β<sub>12</sub>
						3	2.5540E-03	1.2435E-03	1.9503E-05	-4.2366E-05	0.0000E+00
4	-1.7970E-03	1.9419E-02	-4.4227E-03	-5.3094E-04	0.0000E+00

下表4给出了实施例1的第二透镜L2的x方向焦距值F2x以及y方向焦距值F2y、光学镜头的整组x方向焦距值Fx以及整组y方向焦距值Fy、光学镜头的光学总长度TTL(即，从第一透镜L1的物侧面S1的中心至成像面IMA的轴上距离)、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D、光学镜头的最大视场角所对应的x方向像高x_h以及y方向像高y_h、光学镜头的最大x方向视场角x_FOV以及最大y方向视场角y_FOV。

表4

\|F2x\|(mm)	5.1738	x_h(mm)	3.5537
				\|F2y\|(mm)	5.4710	y_h(mm)	2.6880
\|Fy\|(mm)	1.2082	x_FOV(°)	160.0000
				\|Fx\|(mm)	1.1832	y_FOV(°)	110.0000
TTL(mm)	14.1640
				D(mm)	10.1979

在本实施例中，光学镜头的整组x方向焦距值Fx与整组y方向焦距值Fy之间满足|Fy/Fx|＝1.0211；第二透镜L2的x方向焦距值F2x与y方向焦距值F2y之间满足|F2y/F2x|＝1.0575；光学镜头的胶合面张角arctan(SAG(S11)/d(S11))＝58.0793，其中，d(S11)为光学镜头最大视场角所对应的第五透镜L5与第六透镜L6的胶合面S11的最大通光口径的半口径，SAG(S11)为其所对应的矢高Sg值；光学镜头的最大x方向视场角x_FOV、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D以及光学镜头最大视场角所对应的x方向像高x_h之间满足D/x_h/x_FOV＝0.0179；光学镜头的光学总长度TTL、光学镜头的最大x方向视场角x_FOV以及光学镜头最大视场角所对应的x方向像高x_h之间满足TTL/x_h/x_FOV＝0.0249；光学镜头的最大y方向视场角y_FOV、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D以及光学镜头最大视场角所对应的y方向像高y_h之间满足D/y_h/y_FOV＝0.0345；光学镜头的光学总长度TTL、光学镜头的最大y方向视场角y_FOV以及光学镜头最大视场角所对应的y方向像高y_h之间满足TTL/y_h/y_FOV＝0.0479。

实施例2

以下参照图2描述了根据本申请实施例2的光学镜头。在本实施例及以下实施例中，为简洁起见，将省略部分与实施例1相似的描述。图2示出了根据本申请实施例2的光学镜头的结构示意图。

如图2所示，光学镜头沿着光轴从物侧至成像侧依序包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6。

第一透镜L1为具有负光焦度的双凹透镜，其物侧面S1和像侧面S2均为凹面。

第三透镜L3为具有正光焦度的弯月透镜，其物侧面S5为凹面，像侧面S6为凸面。

下表5示出了实施例2的光学镜头的各透镜的曲率半径R、厚度T、折射率Nd以及阿贝数Vd，其中，曲率半径R和厚度T的单位均为毫米(mm)。下表6示出了可用于实施例2中的非球面透镜表面S5-S6和S10-S12的圆锥系数k以及高次项系数A、B、C、D和E。下表7示出了可用于实施例2中的双锥自由曲面透镜表面S3-S4的近轴曲率c_x、c_y、圆锥系数k_x、k_y以及高次项系数α_i、β_i。下表8给出了实施例2的第二透镜L2的x方向焦距值F2x以及y方向焦距值F2y、光学镜头的整组x方向焦距值Fx以及整组y方向焦距值Fy、光学镜头的光学总长度TTL、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D、光学镜头的最大视场角所对应的x方向像高x_h以及y方向像高y_h、光学镜头的最大x方向视场角x_FOV以及最大y方向视场角y_FOV。

表5

表6

面号

K

A

B

C

D

E

5

2.0382

-1.9511E-02

1.3142E-02

5.3728E-04

-1.8236E-03

1.0835E-03

6

-1.7744

-4.2273E-03

9.3956E-03

-4.2867E-03

-4.3504E-04

8.3291E-04

10

-17.9529

-6.0185E-03

9.4548E-02

-1.5654E-01

1.2576E-01

-3.6227E-02

11

-1.2318

4.3680E-03

7.6025E-02

-3.6642E-02

1.2690E-01

-7.7344E-02

12

-32.7187

-2.1403E-02

5.1855E-02

-1.6264E-02

2.4074E-03

-6.3581E-04

表7

面号	c<sub>y</sub>	k<sub>y</sub>	c<sub>x</sub>	k<sub>x</sub>
						3	0.3880	-0.0241	0.3555	0.2359
4	0.7990	-0.6095	0.7644	-0.5220
						面号	α<sub>4</sub>	α<sub>6</sub>	α<sub>8</sub>	α<sub>10</sub>	α<sub>12</sub>
3	-3.7495E-03	-1.9356E-03	2.6521E-04	-6.6224E-06	-2.6144E-06
						4	-1.3060E-02	-8.6255E-03	1.7743E-03	-4.0997E-04	-3.1131E-05
面号	β<sub>4</sub>	β<sub>6</sub>	β<sub>8</sub>	β<sub>10</sub>	β<sub>12</sub>
						3	-2.7692E-03	-4.4417E-04	-6.2676E-05	1.3447E-05	0.0000E+00
4	-1.0048E-02	4.5692E-03	-3.7768E-03	6.0427E-04	0.0000E+00

表8

在本实施例中，光学镜头的整组x方向焦距值Fx与整组y方向焦距值Fy之间满足|Fy/Fx|＝1.0103；第二透镜L2的x方向焦距值F2x与y方向焦距值F2y之间满足|F2y/F2x|＝1.0268；光学镜头的胶合面张角arctan(SAG(S11)/d(S11))＝60.1290，其中，d(S11)为光学镜头最大视场角所对应的第五透镜L5与第六透镜L6的胶合面S11的最大通光口径的半口径，SAG(S11)为其所对应的矢高Sg值；光学镜头的最大x方向视场角x_FOV、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D以及光学镜头最大视场角所对应的x方向像高x_h之间满足D/x_h/x_FOV＝0.0170；光学镜头的光学总长度TTL、光学镜头的最大x方向视场角x_FOV以及光学镜头最大视场角所对应的x方向像高x_h之间满足TTL/x_h/x_FOV＝0.0219；光学镜头的最大y方向视场角y_FOV、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D以及光学镜头最大视场角所对应的y方向像高y_h之间满足D/y_h/y_FOV＝0.0339；光学镜头的光学总长度TTL、光学镜头的最大y方向视场角y_FOV以及光学镜头最大视场角所对应的y方向像高y_h之间满足TTL/y_h/y_FOV＝0.0438。

实施例3

以下参照图3描述了根据本申请实施例3的光学镜头。在本实施例及以下实施例中，为简洁起见，将省略部分与实施例1相似的描述。图3示出了根据本申请实施例3的光学镜头的结构示意图。

如图3所示，光学镜头沿着光轴从物侧至成像侧依序包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6。

第四透镜L4为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S7为凸面，像侧面S8为凹面。

下表9示出了实施例3的光学镜头的各透镜的曲率半径R、厚度T、折射率Nd以及阿贝数Vd，其中，曲率半径R和厚度T的单位均为毫米(mm)。下表10示出了可用于实施例3中的非球面透镜表面S5-S6和S10-S12的圆锥系数k以及高次项系数A、B、C、D和E。下表11示出了可用于实施例3中的双锥自由曲面透镜表面S3-S4的近轴曲率c_x、c_y、圆锥系数k_x、k_y以及高次项系数α_i、β_i。下表12给出了实施例3的第二透镜L2的x方向焦距值F2x以及y方向焦距值F2y、光学镜头的整组x方向焦距值Fx以及整组y方向焦距值Fy、光学镜头的光学总长度TTL、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D、光学镜头的最大视场角所对应的x方向像高x_h以及y方向像高y_h、光学镜头的最大x方向视场角x_FOV以及最大y方向视场角y_FOV。

表9

面号	曲率半径R	厚度T	折射率Nd	阿贝数Vd
					1	90.3400	0.9999	1.77	49.60
2	8.6012	1.4983
					3	/	0.7833	1.51	57.00
4	/	1.4371
					5	-2.4815	1.8612	1.54	56.10
6	-2.0378	0.0225
					7	670.4208	0.7032	1.85	23.80
8	450.0000	-0.0042
					STO	无穷	0.0265
10	3.1456	1.6911	1.64	23.50
					11	0.8223	1.6792	1.54	56.10
12	-1.2369	0.1244
					13	无穷	0.9500	1.52	64.20
14	无穷	1.0048
					IMA	无穷

表10

面号

K

A

B

C

D

E

5

0.9550

-1.0926E-02

1.6479E-02

-9.7943E-04

-5.0600E-04

0.0000E+00

6

-1.2867

-2.2404E-03

3.5428E-02

-4.6783E-02

1.9378E-02

0.0000E+00

10

-1.6429

-1.3514E-03

3.6882E-02

-1.1287E-01

1.2696E-01

0.0000E+00

11

-1.3503

-7.7689E-02

6.4768E-02

-4.2746E-02

1.1001E-02

0.0000E+00

12

-3.3125

-6.5526E-02

4.7779E-02

-1.4394E-02

2.5335E-03

0.0000E+00

表11

面号	c<sub>y</sub>	k<sub>y</sub>	c<sub>x</sub>	k<sub>x</sub>
						3	0.4105	-1.2303	0.2964	1.2176
4	0.8294	-0.7879	0.6790	-1.4125
						面号	α<sub>4</sub>	α<sub>6</sub>	α<sub>8</sub>	α<sub>10</sub>	α<sub>12</sub>
3	3.2555E-02	-6.8480E-03	6.0475E-05	2.0548E-04	-3.3619E-05
						4	7.1606E-02	-5.5339E-03	-7.6784E-04	-2.7691E-03	1.1280E-03
面号	β<sub>4</sub>	β<sub>6</sub>	β<sub>8</sub>	β<sub>10</sub>	β<sub>12</sub>
						3	1.5495E-02	-2.6608E-03	7.4642E-05	2.2030E-05	0.0000E+00
4	-1.0366E-02	-3.4983E-03	-4.5199E-03	1.3569E-03	0.0000E+00

表12

\|F2x\|(mm)	5.9063	x_h(mm)	3.5640
				\|F2y\|(mm)	5.9269	y_h(mm)	2.7260
\|Fy\|(mm)	1.1530	x_FOV(°)	160.0000
				\|Fx\|(mm)	1.1349	y_FOV(°)	110.0000
TTL(mm)	12.7773
				D(mm)	10.0589

在本实施例中，光学镜头的整组x方向焦距值Fx与整组y方向焦距值Fy之间满足|Fy/Fx|＝1.0160；第二透镜L2的x方向焦距值F2x与y方向焦距值F2y之间满足|F2y/F2x|＝1.0035；光学镜头的胶合面张角arctan(SAG(S11)/d(S11))＝40.8454，其中，d(S11)为光学镜头最大视场角所对应的第五透镜L5与第六透镜L6的胶合面S11的最大通光口径的半口径，SAG(S11)为其所对应的矢高Sg值；光学镜头的最大x方向视场角x_FOV、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D以及光学镜头最大视场角所对应的x方向像高x_h之间满足D/x_h/x_FOV＝0.0176；光学镜头的光学总长度TTL、光学镜头的最大x方向视场角x_FOV以及光学镜头最大视场角所对应的x方向像高x_h之间满足TTL/x_h/x_FOV＝0.0224；光学镜头的最大y方向视场角y_FOV、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D以及光学镜头最大视场角所对应的y方向像高y_h之间满足D/y_h/y_FOV＝0.0335；光学镜头的光学总长度TTL、光学镜头的最大y方向视场角y_FOV以及光学镜头最大视场角所对应的y方向像高y_h之间满足TTL/y_h/y_FOV＝0.0426。

综上，实施例1至实施例3分别满足以下表13所示的关系。

表13

本申请还提供了一种成像设备，该成像设备可包括根据本申请上述实施方式的光学镜头和用于将光学镜头形成的光学图像转换为电信号的成像元件。该成像元件可以是感光耦合元件(CCD)或互补性氧化金属半导体元件(CMOS)。该成像设备可以是诸如探测距离相机的独立成像设备，也可以是集成在诸如探测距离设备上的成像模块。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims

1.光学镜头，沿着光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜，

其特征在于，

所述第一透镜具有负光焦度；

所述第二透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；

所述第三透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面；

所述第五透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；以及

所述第六透镜具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面，

其中，所述光学镜头是六片式镜头，

其中，所述第二透镜为双锥自由曲面镜片，以及

其中，所述光学镜头的整组x方向焦距值Fx与所述光学镜头的整组y方向焦距值Fy之间满足：1＜|Fy/Fx|≤5。

2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面。

3.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的物侧面和像侧面均为凹面。

4.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第四透镜具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面。

5.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第四透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第五透镜和所述第六透镜互相胶合形成胶合透镜。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头具有至少三个非球面镜片。

8.根据权利要求7所述的光学镜头，其特征在于，所述第三透镜、所述第五透镜和所述第六透镜均为非球面镜片。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的最大视场角FOV、所述光学镜头的最大视场角所对应的所述第一透镜的物侧面的最大通光口径D以及所述光学镜头的最大视场角所对应的像高h之间满足：(D×180°)/(h×FOV)≤7.2。

10.根据权利要求1-5中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜的x方向焦距值F2x与所述第二透镜的y方向焦距值F2y之间满足：1＜|F2y/F2x|≤5。

11.根据权利要求1-5中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的胶合面张角满足：

arctan(SAG(S11)/d(S11))≥35°，

其中，d(S11)为所述光学镜头的最大视场角所对应的所述第五透镜与所述第六透镜的胶合面S11的最大通光口径的半口径，以及SAG(S11)为所述胶合面S11所对应的矢高Sg值。

12.根据权利要求1-5中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的光学总长度TTL、所述光学镜头的最大视场角FOV以及所述光学镜头的最大视场角所对应的像高h之间满足：(TTL×180°)/(h×FOV)≤9。

13.光学镜头，沿着光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜，

其特征在于，

所述第一透镜、所述第二透镜和所述第五透镜均具有负光焦度；

所述第六透镜具有正光焦度；

所述第五透镜和所述第六透镜互相胶合形成胶合透镜；

所述光学镜头是六片式镜头；

所述第二透镜为双锥自由曲面镜片；以及

所述光学镜头的整组x方向焦距值Fx与所述光学镜头的整组y方向焦距值Fy之间满足：1＜|Fy/Fx|≤5。

14.根据权利要求13所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面。

15.根据权利要求13所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的物侧面和像侧面均为凹面。

16.根据权利要求13所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面。

17.根据权利要求13所述的光学镜头，其特征在于，所述第三透镜具有正光焦度或负光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凸面。

18.根据权利要求13所述的光学镜头，其特征在于，所述第四透镜具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面。

19.根据权利要求13所述的光学镜头，其特征在于，所述第四透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面。

20.根据权利要求13所述的光学镜头，其特征在于，所述第五透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面。

21.根据权利要求13所述的光学镜头，其特征在于，所述第六透镜的物侧面和像侧面均为凸面。

22.根据权利要求13-21中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头具有至少三个非球面镜片。

23.根据权利要求22所述的光学镜头，其特征在于，所述第三透镜、所述第五透镜和所述第六透镜均为非球面镜片。

24.根据权利要求13-21中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的最大视场角FOV、所述光学镜头的最大视场角所对应的所述第一透镜的物侧面的最大通光口径D以及所述光学镜头的最大视场角所对应的像高h之间满足：(D×180°)/(h×FOV)≤7.2。

25.根据权利要求13-21中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜的x方向焦距值F2x与所述第二透镜的y方向焦距值F2y之间满足：1＜|F2y/F2x|≤5。

26.根据权利要求13-21中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的胶合面张角满足：

arctan(SAG(S11)/d(S11))≥35°，

27.根据权利要求13-21中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的光学总长度TTL、所述光学镜头的最大视场角FOV以及所述光学镜头的最大视场角所对应的像高h之间满足：(TTL×180°)/(h×FOV)≤9。

28.一种成像设备，其特征在于，包括权利要求1或13所述的光学镜头及用于将所述光学镜头形成的光学图像转换为电信号的成像元件。